Toen orkaan Irma in september 2017 Zuid-Florida trof, de storm teisterde mangrovebossen aan de kust met winden van meer dan 216 mph - sterk genoeg om bladeren eraf te scheuren, takken breken, en breek boomstammen doormidden. Van het mangrovebos dat is beschadigd door orkaan Irma, ongeveer 83% herstelde na het eerste jaar. Maar de rest niet, waardoor wetenschappers zich afvragen waarom sommige bomen niet terugkaatsten.

Met behulp van NASA-gegevens verzameld voor en na orkaan Irma, onderzoekers ontdekten dat stormvloed en opgesloten zeewater - geen wind - er uiteindelijk voor zorgde dat de bomen stierven. Bomen overleefden op plaatsen waar het zoute oceaanwater dat door de orkaan werd aangevoerd, kon wegvloeien, ze schrijven in een paper gepubliceerd op 28 juni in Natuurcommunicatie . Maar in gebieden waar het zoute water vastzat in laaggelegen gebieden zonder voldoende drainage, de mangroven konden niet herstellen. De bevindingen suggereren dat het verbeteren van de waterstroom in de buurt van ondergedompelde mangroven of het doorspoelen met zoet water kan helpen bij het herstellen van mangroven na een orkaan.

Mangroven hebben zich aangepast om langs de kust te leven. Deze bossen fungeren als een barrière om het binnenland en de kustgemeenschappen te beschermen tijdens een storm. Sommige soorten hebben een netwerk van bovengrondse "proproots" die de boom ondersteunen, terwijl andere wortels hebben die eruitzien als lange vingers die uit de grond steken, extra ondersteuning bieden om de boom te stabiliseren en zuurstof aan het wortelstelsel te geven. Deze half verzonken wortelnetwerken zijn ook een belangrijke kraamkamer voor vissen en andere mariene soorten.

"Hoewel mangroven winterhard zijn, stevige bomen, ze hebben nog steeds bepaalde voorwaarden nodig om die beschermende barrière te behouden. En als de omgevingsomstandigheden ook maar een klein beetje veranderen, het kan een enorm effect hebben en leiden tot volledige afsterving in hele regio's, waardoor die kustgebieden nog kwetsbaarder kunnen worden voor de volgende storm, " zei Lola Fatoyinbo, een onderzoekswetenschapper bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland.

Snapshots voor en na de orkaan

In het voorjaar van 2017, het team wilde documenteren hoe mangrovebossen in de loop van de tijd veranderen en groeien. Toen orkaan Irma enkele maanden later over hun studieplekken trok, de wetenschappers zagen een kans om te zien hoe de mangrovebossen zouden reageren.

Ze herhaalden de metingen die ze hadden gedaan voordat de orkaan toesloeg, vliegen met een vliegtuig met een camera met hoge resolutie en andere wetenschappelijke instrumenten over grote delen van de Everglades. De gegevens verzameld met behulp van Goddard Lidar, Hyperspectrale en warmtebeeldcamera (G-LiHT), die een laser bevat die pulsen uitzendt die weerkaatsen op de top van het bladerdak, de grond, of ergens daartussenin voordat u terugkeert naar de sensor, leverde snapshots van de structuur van deze mangrove-ecosystemen voor en na Irma. Dat stelde de wetenschappers in staat om een ​​driedimensionaal beeld te krijgen van het bladerdak en te vergelijken hoe het was veranderd na de orkaan.

Volgens de G-LiHT- en Landsat-satellietgegevens, 62% van de mangroven in het zuidwesten van Florida heeft schade aan het bladerdak opgelopen door orkaan Irma. Het team bracht de dode en beschadigde gebieden in kaart en vergeleek ze met plaatsen met hoge windsnelheden, hoge stormvloed, hogere bomen, landhoogte en andere factoren om te zien of er enige overlap was. NASA's Global Modeling and Assimilation Office leverde een model van windsnelheden tijdens de orkaan; stormvloedgegevens zijn afkomstig van de Coastal Emergency Risks Assessment van de Louisiana State University en de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Stormvloedkering:een zoute aanval op mangroven

Het team ontdekte dat orkaan Irma meer dan 10 mensen het leven kostte, 000 hectare mangrovebos in het zuidwesten van Florida - ongeveer 24, 700 voetbalvelden. Tijdens de storm stonden veel gebieden onder bijna 10 voet water, echter, de meeste dode bomen stonden in gebieden waar tijdens Irma zout zeewater binnenkwam en nooit wegliep, maandenlang mangrovebossen onder water zetten. De bomen in deze gebieden - vaak op lage hoogte of met een komvormige topografie - waren drie jaar na Irma nog niet hersteld.

"De wind richt schade aan, maar de spijker aan de kist is stormvloed, " zei David Lagomasino, een kustgeomorfoloog op de Outer Banks Campus van East Carolina University. Overtollig zout en water door ingesloten stormvloed kan wortels verstikken, microbiële gemeenschappen veranderen, de grond afbreken en andere vegetatie doden, Lagomasino zegt, wat kan leiden tot de dood van bomen.

Stormen aan de horizon voor mangrovebossen

Het probleem zal waarschijnlijk verergeren naarmate klimaatverandering het gedrag van orkanen verandert. Stormen worden groter en nemen sneller toe. Meer stormen bewegen zich ook langzaam en komen tot stilstand over een gebied, stortregens dumpen en harde wind en stormvloed veroorzaken.

"Wat we zien is dat steeds meer mangroven niet kunnen herstellen, en dat is wat eng is, "zei Fatoyinbo. "Hoewel mangroven zo tolerant zijn voor deze extreme omstandigheden, ze zijn nog steeds erg kwetsbaar."